SU1509844A1 - Устройство пассивного регулировани температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике регулировани  температуры тепловыдел ющих электрорадиоэлементов. Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повышение надежности в работе. Устройство содержит цилиндрические корпус 1 и кожух 6 из теплоизолирующего материала, установленные соосно с возможностью поворота и имеющие вентил ционные окна 2 и 7. На оси цилиндров установлены выполненные в виде цилиндрических пружин термочувствительный элемент 9 из материала с пам тью формы и возвратный элемент 10 из высокоэластичного материала - никелида титана. При увеличении температуры окружающей среды больше заданной упругость пружины термочувствительного элемента 9 превосходит упругость пружины возвратного элемента 10. Корпус 1 поворачиваетс  относительно кожуха 6, вентил ционные окна 2 и 7 частично или полностью совмещаютс  - происходит регулирование температуры. Площадь вентил ционных окон 7 кожуха 6 может быть изменена установкой в них сменных диафрагм 12 с отверсти ми различной площади и конфигурации, что позволит получить требуемый закон регулировани . 4 з.п. ф-лы. 2 ил.

Description

(21)4264308/24-24

(22)04.05.87

(46) 23.09.89. Бюл. № 35

(71)Томский институт автоматизированных систем управлени  и радиоэлектроники

(72)В.Г. Козлов и В.П. Алексеев (53) 621.555(088.8)

(56) Алексеев В.А. и др. Тепловые трубы дл  охлаждени  и термостатиро- вани  РЭА. Энерги , 1979, с. 100.

Авторское свидетельство СССР № 1439548 кл. G 05 D 23/02.

(54) УСТРОЙСТВО ПАССИВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

(57) Изобретение относитс  к технике регулировани  температуры тепловьвде- ЛЯЮ1ЦИХ электрорадиоэлементов. Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повьшение надежности в работе . Устройство содержит цилиндрические корпус 1 и кожух 6 из теплоизолирующего материала, установленные соосно с возможностью поворо та и име7/

Ю

сд

Фиг. 1

гащие вентил ционные окна 2 и 7. На осицилиндров установлены вьтолнен- ные в виде цилиндрических пружин терта 10. Корпус 1 поворачиваетс  относительно кожуха 6, вентил ционные окна 2 и 7 частично или полностью

мочувствительный элемент 9 из матери- г совмещаютс  - происходит регулироваала с пам тью формы и возвратный элемент 10 из высокоэластичного материала - никехцода титана .При увеличении температуры окружающей среды больше заданной упругость пружины термочувствительного элемента 9 превосходит упругость пружины возвратного элемен10

ние температуры.. Площадь вентил ционных окон 7 кожуха 6 может быть изменена установкой в лих сменньсс диафрагм 12 с отверсти ми различной площади и конфигурации, что позволит получить требуемый закон регулировани . 4 3.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитс  к технике егулировани  температуры тепловыде-  юир1х или теплопоглощагащих устройств, например-электрорадиоэлементов (ЭРЭ), работающих в 1Ш-фоком диапазоне изменени  температу1)ы окружающей среды (ТОС) , и может быть .использовано таке дл  термостатировани  или дл  теповой защиты ЭРЭ в экстремальных усови х .

Целью изобретени   вл етс  улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции и повышение надежности работы.

Па фиг. 1 представлена конструкци  устройства; на фиг. 2 - конструк- тиБные схемы выполнени  теплоизолирующего кожуха при- введении подстро- ечных элементов.

Устройство пассивного регулирова- ни  температуры содержит цилиндрический корпус 1 из теплоизолирующего материала, в стенке которого выпол- вентил ционные окн а 2. Корпус 1 снабжен кольцеобразными крышками 3, имеющими узкие перемычки 4, проход щие через центр. В центре каждой перемычки 4 по оси цилиьщра корпуса 1 укреплены полуоси 5, -на которых установлен цилиндрический кожух 6 из теплоизолирующего материала, имеющий на стенке вентил ционные окна 7, на торцах цилиндрического кожуха 6 установлены крышки 8.

На одной из полуосей 5 расположен термочувствительньш элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины 9 из материала с пам тью формы. Один из концов пружины 9 укреплен в прорези полуоси 5 и таким образом св зан с корпусом 1, а второй конец пружины 9 укреплен на крышке 8, т.е. св зан с кожухом 6.

ние температуры.. Площадь вентил ционных окон 7 кожуха 6 может быть изменена установкой в лих сменньсс диафрагм 12 с отверсти ми различной площади и конфигурации, что позволит получить требуемый закон регулировани . 4 3.п. ф-лы, 2 ил.

0

0

5

На другой полуоси 5 установлен возвратный элемент в виде цилиндрической пружины 10, выполненной из вы- сокозластичного материала, например из никелида титана. Фиксаци  и св зь пружины 10 идентична пружине 9.

На полуоси 5 установлен шт ок 11 со стопорным узлом. В вентил ционных ок- 5 нах 7 кожуха 6 могут быть установлены сменные диафрагмы 12 из теплоизолирующего материала либо подстроечные элементы 13 (фиг. 2), также выполненные из теплоизолирующего материала, в виде стержней (фиг. 2а) или полос (фиг. 26).

В корпусе 1 устанавливаютс , электрорадиоэлементы (ЭРЭ) 14, смонтированные на радиаторах 15, расположенных на стойках 16, укрепл емых на одной из крышек 8.

Устройство работает следующим образом .. ЭРЭ , вьщел ющие тепловую мощность Р за счет того, что их КПД всегда меньше единицы, разогревают свою по- верхность, корпус 1, термочувстви- тельньй и возвратньй элементы. Упругости пружин Ю и 9 возвратного итер- г мочувствительного элементов равны во всем диапазоне ТОС, в котором происходит регулирование температуры ЭРЭ, с точностью до приращени  упругости, необходимого дл  преодолени  силы трени , возникающей при вращении корпуса 1 относительно теплоизолирующего кожуха 6, и отличаютс  друг от друга на большую величину только за пределами этого диапазона. При-тем- чпературе (t) меньшей или равной температуре начала регулировани  (tj,t,j), упругость пружины 10 возвратного элемента значительно превышает упругость пру сины 9 термочувствительного эле0

0

t

мента. Это обусловлено тем, что у материалов с пам тью формы упругость при низких температурах мала и возрастает лишь с ростом температуры. Корпус 1 занимает относительно теплоизолирующего кожуха 6 положение, |При котором пружина 10 возвратного элемента закручена, а пружина 9 тер- моч-увствительного элемента 4 раскручена ,

При ТОС больше или равной верхней температуре регулировани  (с. t) упругость пружины 9 термочувствительного элемента, запомнившей форму закрученного состо ни , значительно превышает-упругость пруткины 10 возвратного элемента. Корпус 1 занимает положение, при котором пружина 9 термочувствительного элемента закручена а возвратного элемента - раскручена. Перемычка 4 крышки 8 корпуса 1 упираетс  в стойки 16 дл  креплени  ЭРЭ. Тем самым фиксируетс  ориентаци  корпуса 1 относительно кожуха 6 при

ЧКак только приближенное равенство упругостей пружин 9 и 10 при изменении ТОС нарушаетс , происходит вращение корпуса 1 внутри неподвижного теплоизолирующего кожуха 6, одна из Пружин раскручиваетс , друга  закручиваетс  .и приближенное равенство упругостей восстанавливаетс .

Таким образом, упругости пружин в устройстве выбираютс  приблизительно -равными и минимальна  величина этих упругостей определ етс  упругостью, необходимой дл  преодолени  силы трени . Применение возвратного элемента из сверхэластичного материала обеспечивает лучшую раб.оту устройства по сравнению с пружинами из обычных материалов , поскольку свойства материалов пружин сверхэластичности и эффекта пам ти обусловлены одной физической природой - термоупругим мар- тенситным превращением и имеет идентичную зависимость механических напр жений от температуры.

Сверхэластичные материалы обеспечивают большую деформацию при малых механических напр жени х и их использование дл  изготовлени  возвратного элемента дает возможность регулировать перегрев ЭРЭ при низких температурах , когда механические напр жени , создаваемые термочувствительным элементом, малы. Это позвол ет

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

расширить диапазонь применени  устройств в сторону низких ТОС по сравнению с устройствами, использующими пружины из упругих материалов . Кроме того, увеличение чувствительности дополнительно приводит к увеличению быстродействи  устройства , что повышает эффективность его использовани  дл  тепловой защиты ЭРЭ при работе их в экстремальных услови х .

Дл  исключени , заклинивани  корпуса 1 внутри кожуха 6 при изменении ТОС допуски на внешний диаметр корпуса 1 и внутренний диаметр кожуха 6 должны выбиратьс  с учетом теплового зазора. Дл  уменьшени  теплового зазора следует выбирать материалы корпуса . 1 и кожуха 6 такими, чтобы температурный коэффициент линейного расширени  у них не сильно различалс .

Эффект регулировани  температуры ЭРЭ достигаетс  за счет того, что вращение корпуса 1 устройства при изменении ТОС приводит к изменению гшощади перекрыти  S вентил ционных окон 2 и -7 на корпусе 1 и кожухе 6 или на сменных диафрагмах 12 теплоизол ционного кожуха 6. Перегрев ЭРЭ относительно ТОС зависит от площади перекрыти . Измен   конфигурацию вентил ционных отверстий на диафрагмах 12, можно достичь такой закон изменени  площади SP от ТОС, который обес печит требуемую зависимость температуры элементов от ТОС,

Конструктивные схемы вьшолнени  теплоизол ционного кожуха 6 при введении в устройство подстроечиых элементов 13, укрепленных на кожухе 6 с частичным перекрытием вентил ционных окон 7, приведены на фиг, 2,

Предлагаемое устройство обеспечивает в широком диапазоне изменени  температуры окружающей среды регулировани  температуры ЭРЭ по заданному закону.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство пассивного регулировани  температуры, содержащее корпус, окруженный теплоизолируюпщм кожухом, термочувствительньй элемент в виде, цилиндрической пр жины из материала с пам тью формы и возвратный элемент в виде цилиндрической пружины из высокоэластичного материала, о т л и чающеес  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик , упрощени  конструкции и повышени  надежности работы, корпус выполнен из теплоизолирующего материала , при этом кожух и корпус выполнены в виде соответственно внешнего и внутреннего соосно установленных цилиндров с возможностью поворота одно- JQ чающеес  тем, что в вентил циго из цилиндров относительно другого и снабженных вентил ционными .окнами, а щшивдрические пружины расположены по оси цилиндров и закреплены одним .концом на одном цилиндре, а другим Концом - на другом цилиндре,

   2, Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в качестве вы сокоэластичного материала цилиндри13

   6 а

   ческой пружины возвратного элемента использован никелид титана.

   3.Устройство по п. 1, о т л и- чающеес  тем, что вентил ционные окна внешнего цилиндра выполнены с возможностью изменени  их площадей .

   4.Устройство по п. 3, о т л и онных окнах внешнего цилиндра установлены сменные диафрагмы с отверсти ми , вьшолненные и з теплоизол ционного материала.

   153. Устройство по П..З, отличающеес  тем, что в вентил ционных окнах внешнего цилиндра ус-, тановлен набор подстроечных элементов из теплоизол ционного материала.

   (раг.2